KR102305384B1

KR102305384B1 - Thickness measuring apparatus

Info

Publication number: KR102305384B1
Application number: KR1020170096003A
Authority: KR
Inventors: 게이지 노마루
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2016-08-01
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2021-09-24
Also published as: CN107677211A; CN107677211B; TW201816358A; TWI731992B; JP6730124B2; KR20180014667A; JP2018021760A

Abstract

본 발명의 과제는, 단시간에 효율적으로 판상물의 두께를 계측할 수 있는 두께 계측 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 판상물에 대하여 투과성을 갖는 파장 영역의 광을 발하는 브로드밴드 광원과, 상기 브로드밴드 광원이 발한 광을 파장 영역으로 분광하는 분광기와, 상기 분광기에 의해 분광된 각 파장의 광을, 시간 경과에 의해 분배 방향을 변경하는 분배 수단과, 상기 분배 수단에 의해 분배된 각 파장의 광을 집광하는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈와 대면하고, 복수의 광파이버의 한쪽 단부면이 열을 이루어 배치되어 상기 집광 렌즈에 의해 집광된 각 파장의 광을 전달하는 광 전달 수단과, 상기 광파이버의 다른 쪽 단부면이 상기 판상물에 대면하고 열을 이루어 각 단부면에 대응하여 상기 판상물과의 사이에 배치되는 복수의 대물렌즈를 구비한 측정 단자와, 상기 판상물의 상면에서 반사된 광과 판상물을 투과하여 하면에서 반사된 광이 간섭하여 각 광파이버를 역행한 귀환광을, 상기 광 전달 수단의 광의 전달 경로 상에 배치되어 각 광파이버로부터 분기하는 광 분기 수단과, 상기 광 분기 수단으로 분기된 각 광파이버에 대응한 상기 귀환광의 파장을 상기 분배 수단에 의해 각 광파이버에 대하여 분배한 시간으로부터 구하여 각 파장의 광강도를 검출하여 각 광파이버에 대응하여 분광 간섭 파형을 생성하는 분광 간섭 파형 생성 수단과, 상기 분광 간섭 파형 생성 수단이 생성한, 각 광파이버에 대응한 분광 간섭 파형을 파형 해석하여, 각 광파이버에 대응한 판상물의 두께를 산출하는 두께 산출 수단을 적어도 포함하는 두께 계측 장치가 제공된다.The subject of this invention is providing the thickness measuring apparatus which can measure the thickness of a plate-shaped object efficiently in a short time.
According to the present invention, a broadband light source emitting light in a wavelength region having transmittance to a plate-like object, a spectrometer for splitting the light emitted by the broadband light source into a wavelength region, and light of each wavelength divided by the spectrometer, Distributing means for changing the distribution direction over time, a condensing lens for condensing the light of each wavelength distributed by the distributing means, and facing the condensing lens, one end surface of the plurality of optical fibers is arranged in a row Light transmitting means for transmitting the light of each wavelength condensed by the condensing lens, the other end surface of the optical fiber faces the plate-shaped object and forms a row to correspond to each end surface and is disposed between the plate-shaped object A measurement terminal provided with a plurality of objective lenses, the light reflected from the upper surface of the plate-shaped object, and the light reflected from the lower surface of the plate-shaped object interfering with each other interferes with the return light traveling backward through each optical fiber; Optical branching means arranged on the path and branching from each optical fiber, and the wavelength of the return light corresponding to each optical fiber branched by the optical branching means is obtained from the time distributed to each optical fiber by the distribution means, a spectral interference waveform generating means for detecting intensity and generating a spectral interference waveform corresponding to each optical fiber, and waveform analysis of the spectral interference waveform corresponding to each optical fiber generated by the spectral interference waveform generating means There is provided a thickness measuring device including at least a thickness calculating means for calculating the thickness of the plate-like object.

Description

Thickness measuring device {THICKNESS MEASURING APPARATUS}

본 발명은, 판상물의 두께를 계측하는 두께 계측 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thickness measuring device for measuring the thickness of a plate-shaped object.

IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 이면이 연삭되어 소정의 두께로 형성된 후, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스로 분할되어, 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.A wafer in which a plurality of devices such as IC, LSI, etc. are partitioned by a dividing line and formed on the surface is ground to a predetermined thickness on the back side, and then divided into individual devices by a dicing apparatus and a laser processing apparatus, and carried It is used for electric devices, such as a telephone and a personal computer.

종래의 연삭 장치에 대하여, 판상의 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 이면을 연삭하는 연삭 지석이 환형으로 배치된 연삭휠을 회전 가능하게 구비한 연삭 수단과, 웨이퍼의 두께를 분광 간섭 파형에 의해 비접촉으로 검출하는 검출 수단을 적어도 구비함으로써, 웨이퍼를 원하는 두께로 연삭하는 것이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조).Grinding means rotatably provided with a chuck table for holding a plate-shaped wafer with respect to a conventional grinding apparatus and a grinding wheel on which a grinding wheel for grinding the back surface of the wafer held by the chuck table is arranged in an annular shape; It has been proposed to grind a wafer to a desired thickness by providing at least a detection means for non-contact detecting the thickness by a spectral interference waveform (for example, refer to Patent Document 1).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2011-143488호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2011-143488

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 유지 수단에 유지된 웨이퍼의 두께를 검출하는 단자를 수평 방향으로 요동시켜 웨이퍼 전체면을 검출하는 구성으로 되어 있고, 수평 방향의 요동과, 웨이퍼의 이동을 적절하게 반복하면서 계측을 행해야만 하며, 이러한 수단을 이용하여 웨이퍼 전체면의 두께를 검출하기 위해서는 상당한 시간을 필요로 하여, 생산성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.However, in the technique described in Patent Document 1, the terminal for detecting the thickness of the wafer held by the holding means is rotated in the horizontal direction to detect the entire surface of the wafer, and the horizontal movement and the movement of the wafer are controlled. Measurement must be performed while being appropriately repeated, and it takes a considerable amount of time to detect the thickness of the entire wafer surface by using such a means, and there is a problem that productivity is poor.

본 발명은, 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 주된 기술 과제는, 단시간에 효율적으로 판상물의 두께를 계측할 수 있는 두께 계측 장치를 제공하는 것에 있다.This invention is made|formed in view of the said fact, The main technical subject is providing the thickness measuring apparatus which can measure the thickness of a plate-shaped object efficiently in a short time.

상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 판상물의 두께를 계측하는 두께 계측 장치로서, 판상물에 대하여 투과성을 갖는 파장 영역의 광을 발하는 브로드밴드 광원과, 상기 브로드밴드 광원이 발한 광을 파장 영역에 분광하는 분광기와, 상기 분광기에 의해 분광된 각 파장의 광을, 시간 경과에 의해 분배 방향을 변경하는 분배 수단과, 상기 분배 수단에 의해 분배된 각 파장의 광을 집광하는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈와 대면하고, 복수의 광파이버의 한쪽 단부면이 열을 이루어 배치되고 상기 집광 렌즈에 의해 집광된 각 파장의 광을 전달하는 광 전달 수단과, 상기 광 전달 수단을 구성하는 복수의 광파이버의 다른 쪽 단부면이 상기 판상물에 대면하고 열을 이루어 각 단부면에 대응하여 상기 판상물 사이에 배치되는 복수의 대물렌즈를 구비한 측정 단자와, 상기 판상물의 상면에서 반사된 광과 판상물을 투과하여 하면에서 반사된 광이 간섭하여 각 광파이버를 역행한 귀환광을, 상기 광 전달 수단의 광의 전달 경로 상에 배치되어 각 광파이버로부터 분기하는 광 분기 수단과, 상기 광 분기 수단으로 분기된 각 광파이버에 대응한 상기 귀환광의 파장을 상기 분배 수단에 의해 각 광파이버에 대하여 분배한 시간으로부터 구하여 각 파장의 광강도를 검출하고 각 광파이버에 대응하여 분광 간섭 파형을 생성하는 분광 간섭 파형 생성 수단과, 상기 분광 간섭 파형 생성 수단이 생성한, 각 광파이버에 대응한 분광 간섭 파형을 파형 해석하여, 각 광파이버에 대응한 판상물의 두께를 산출하는 두께 산출 수단을 적어도 포함하는 두께 계측 장치가 제공된다.In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, there is provided a thickness measuring device for measuring the thickness of a plate-shaped object, comprising: a broadband light source emitting light in a wavelength region having transparency to the plate-shaped object; a spectrometer to be divided into a region; a distribution means for changing a distribution direction of the light of each wavelength divided by the spectrometer over time; and a condensing lens for condensing the light of each wavelength distributed by the distribution means; light transmitting means facing the condensing lens, one end surface of the plurality of optical fibers is arranged in a row, and transmitting the light of each wavelength condensed by the condensing lens; A measurement terminal having a plurality of objective lenses disposed between the plate-shaped objects corresponding to each end surface in a row with the other end face facing the plate-shaped object, and light reflected from the upper surface of the plate-shaped object and the plate-shaped object Optical branching means arranged on the light transmission path of the light transmission means and branching from each optical fiber, and each optical fiber branched to the optical fiber a spectral interference waveform generating means for obtaining a wavelength of the returned light corresponding to , from the time distributed for each optical fiber by the distribution means, detecting the light intensity of each wavelength, and generating a spectral interference waveform corresponding to each optical fiber; There is provided a thickness measuring device including at least thickness calculating means for performing waveform analysis of the spectral interference waveform corresponding to each optical fiber generated by the interference waveform generating means and calculating the thickness of the plate-like object corresponding to each optical fiber.

또한, 상기 판상물을 유지하는 유지 수단을 구비하고, 상기 측정 단자와 상기 유지 수단은 X축 방향으로 상대적으로 이동 가능하게 구성되며, 상기 측정 단자를 구성하는 각 광파이버의 단부면에 대응하여 배치된 대물렌즈의 열은, X축 방향과 직교하는 Y축 방향에 위치되고, 상기 측정 단자와 상기 유지 수단의 상대적인 X축 방향의 이동과, Y축 방향에 위치된 대물렌즈로 특정되는 X 좌표, Y 좌표에 있어서, 상기 두께 산출 수단으로 산출된 판상물의 두께를 기억하는 기록 수단을 구비하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, a holding means for holding the plate-like object is provided, the measuring terminal and the holding means are configured to be relatively movable in the X-axis direction, and are disposed to correspond to the end faces of each optical fiber constituting the measuring terminal. The row of objective lenses is located in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, and the relative movement of the measuring terminal and the holding means in the X-axis direction, and the X-coordinate specified by the objective lens positioned in the Y-axis direction, Y In the coordinates, it is preferable to provide a recording means for storing the thickness of the plate-like object calculated by the thickness calculation means.

본 발명의 두께 계측 장치는, 판상물에 대하여 투과성을 갖는 파장 영역의 광을 발하는 브로드밴드 광원과, 상기 브로드밴드 광원이 발한 광을 파장 영역으로 분광하는 분광기와, 상기 분광기에 의해 분광된 각 파장의 광을, 시간 경과에 의해 분배 방향을 변경하는 분배 수단과, 상기 분배 수단에 의해 분배된 각 파장의 광을 집광하는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈와 대면하고, 복수의 광파이버의 한쪽 단부면이 열을 이루어 배치되고 상기 집광 렌즈에 의해 집광된 각 파장의 광을 전달하는 광 전달 수단과, 상기 광 전달 수단을 구성하는 복수의 광파이버의 다른 쪽 단부면이 상기 판상물에 대면하고 열을 이루어 각 단부면에 대응하여 상기 판상물 사이에 배치되는 복수의 대물렌즈를 구비한 측정 단자와, 상기 판상물의 상면에서 반사된 광과 판상물을 투과하여 하면에서 반사된 광이 간섭하여 각 광파이버를 역행한 귀환광을, 상기 광 전달 수단의 광의 전달 경로 상에 배치되어 각 광파이버로부터 분기하는 광 분기 수단과, 상기 광 분기 수단으로 분기된 각 광파이버에 대응한 상기 귀환광의 파장을 상기 분배 수단에 의해 각 광파이버에 대하여 분배한 시간으로부터 구하여 각 파장의 광강도를 검출하고 각 광파이버에 대응하여 분광 간섭 파형을 생성하는 분광 간섭 파형 생성 수단과, 상기 분광 간섭 파형 생성 수단이 생성한, 각 광파이버에 대응한 분광 간섭 파형을 파형 해석하여, 각 광파이버에 대응한 판상물의 두께를 산출하는 두께 산출 수단을 적어도 포함하기 때문에, 복수의 열을 이루어 배치되는 복수의 대물렌즈와 복수의 광파이버에 의해 동시에 복수의 두께 정보가 얻어져 단시간에 필요한 계측이 가능해진다.The thickness measuring device of the present invention comprises a broadband light source emitting light in a wavelength region having transparency to a plate-shaped object, a spectrometer that divides the light emitted by the broadband light source into a wavelength region, and light of each wavelength divided by the spectrometer Distributing means for changing the distribution direction over time, a condensing lens for condensing the light of each wavelength distributed by the distributing means, and facing the condensing lens, one end surface of the plurality of optical fibers is heated and a light transmitting means for transmitting the light of each wavelength condensed by the condensing lens, and the other end surfaces of the plurality of optical fibers constituting the light transmitting means face the plate-shaped object and form a row, each end surface A measurement terminal having a plurality of objective lenses disposed between the plate-shaped objects in correspondence with each other, and the light reflected from the upper surface of the plate-shaped object and the light reflected from the lower surface of the plate-shaped object passing through the plate-shaped object interferes with the return light that goes backwards through each optical fiber an optical branching means arranged on a light transmission path of the light transmitting means and branching from each optical fiber, and the wavelength of the return light corresponding to each optical fiber branched by the optical branching means is divided by the distribution means to each optical fiber a spectral interference waveform generating means for detecting the light intensity of each wavelength obtained from the divided time and generating a spectral interference waveform corresponding to each optical fiber; Since it includes at least a thickness calculating means for performing waveform analysis and calculating the thickness of the plate-like object corresponding to each optical fiber, a plurality of thickness information is obtained simultaneously by a plurality of objective lenses and a plurality of optical fibers arranged in a plurality of rows, and in a short time. necessary measurements are made possible.

도 1은 본 발명에 기초하여 구성되는 두께 계측 장치가 적용되는 연삭 장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 기초하여 구성되는 두께 계측 장치의 구성을 설명하기 위한 설명도.
도 3은 도 2에 도시된 두께 계측 장치의 작용을 설명하기 위한 설명도.
도 4는 도 3에 도시된 두께 계측 장치를 구성하는 폴리곤 미러의 작용을 설명하기 위한 설명도.
도 5는 도 2에 도시된 두께 계측 장치에 의해 생성되는 분광 간섭 파형의 일례를 도시한 도면.
도 6은 도 2에 도시된 두께 계측 장치에 의해 분광 간섭 파형을 파형 해석함으로써 얻어지는 광로 길이차와 신호 강도의 일례를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 두께 계측 장치에 의해, 각 광파이버마다 취득되는 웨이퍼의 두께의 일례를 도시한 도면.1 is a perspective view of a grinding device to which a thickness measuring device constructed based on the present invention is applied;
It is explanatory drawing for demonstrating the structure of the thickness measuring apparatus comprised based on this invention.
Fig. 3 is an explanatory view for explaining the operation of the thickness measuring device shown in Fig. 2;
Fig. 4 is an explanatory view for explaining the operation of the polygon mirror constituting the thickness measuring device shown in Fig. 3;
Fig. 5 is a view showing an example of a spectral interference waveform generated by the thickness measuring apparatus shown in Fig. 2;
Fig. 6 is a diagram showing an example of an optical path length difference and signal strength obtained by waveform analysis of a spectral interference waveform by the thickness measuring device shown in Fig. 2;
Fig. 7 is a diagram showing an example of the thickness of a wafer obtained for each optical fiber by the thickness measuring apparatus of the present invention;

이하, 본 발명에 기초하여 구성된 두께 계측 장치의 적합한 실시형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1에는, 본 발명의 두께 계측 장치를 구비한 연삭 장치(1)의 전체 사시도 및 본 발명의 두께 계측 장치에 의해 두께가 계측되는 판상물로서의 웨이퍼(10)가 도시되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of the thickness measuring apparatus comprised based on this invention is described in detail with reference to an accompanying drawing. Fig. 1 shows an overall perspective view of a grinding device 1 provided with a thickness measuring device of the present invention and a wafer 10 as a plate-like object whose thickness is measured by the thickness measuring device of the present invention.

도 1에 도시된 연삭 장치(1)는, 전체를 번호 2로 나타내는 장치 하우징을 구비하고 있다. 이 장치 하우징(2)은 거의 직방체 형상의 주부(主部)(21)와, 상기 주부(21)의 후단부(도 1에 있어서 우측 상단)에 설치되어 위쪽으로 연장되는 직립벽(22)을 갖고 있다. 직립벽(22)의 전면에는, 연삭 수단으로서의 연삭 유닛(3)이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다.The grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 is equipped with the apparatus housing which the whole is indicated by the number 2 . The device housing 2 has a substantially rectangular main portion 21, and an upright wall 22 provided at the rear end of the main portion 21 (upper right in Fig. 1) and extending upward. have it On the front surface of the upright wall 22, a grinding unit 3 as a grinding means is mounted so as to be movable in the vertical direction.

연삭 유닛(3)은, 이동 베이스(31)와 상기 이동 베이스(31)에 장착된 스핀들 유닛(4)을 구비하고 있다. 이동 베이스(31)는, 직립벽(22)에 배치된 한 쌍의 안내 레일과 슬라이딩 가능하게 걸어 맞춰지도록 구성되어 있다. 이와 같이 직립벽(22)에 설치된 한 쌍의 상기 안내 레일에 슬라이딩 가능하게 장착된 이동 베이스(31)의 전면에는, 전방으로 돌출된 지지부를 통해 연삭 수단으로서의 스핀들 유닛(4)이 부착된다.The grinding unit 3 includes a moving base 31 and a spindle unit 4 attached to the moving base 31 . The moving base 31 is comprised so that it may engage with a pair of guide rails arrange|positioned on the upright wall 22 slidably. A spindle unit 4 as a grinding means is attached to the front surface of the movable base 31 slidably mounted on the pair of guide rails provided on the upright wall 22 in this way through a support protruding forward.

상기 스핀들 유닛(4)은, 스핀들 하우징(41)과, 상기 스핀들 하우징(41)에 회전 가능하게 배치된 회전 스핀들(42)과, 상기 회전 스핀들(42)을 회전 구동하기 위한 구동원으로서의 서보 모터(43)를 구비하고 있다. 스핀들 하우징(41)에 회전 가능하게 지지된 회전 스핀들(42)은, 일단부(도 1에 있어서 하단부)가 스핀들 하우징(41)의 하단으로부터 돌출되어 배치되어 있고, 하단부에는 휠 마운트(44)가 설치되어 있다. 그리고, 이 휠 마운트(44)의 하면에 연삭휠(5)이 부착된다. 이 연삭휠(5)의 하면에는 복수의 세그먼트로 구성된 연삭 지석(51)이 배치되어 있다.The spindle unit 4 includes a spindle housing 41, a rotating spindle 42 rotatably disposed in the spindle housing 41, and a servo motor as a driving source for rotationally driving the rotating spindle 42 ( 43) is provided. The rotating spindle 42 rotatably supported by the spindle housing 41 has one end (the lower end in FIG. 1) protruding from the lower end of the spindle housing 41, and a wheel mount 44 is provided at the lower end. installed. Then, the grinding wheel 5 is attached to the lower surface of the wheel mount 44 . A grinding wheel 51 composed of a plurality of segments is disposed on the lower surface of the grinding wheel 5 .

도시된 연삭 장치(1)는, 연삭 유닛(3)을 상기 한 쌍의 안내 레일을 따라 상하 방향(후술하는 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향)으로 이동시키는 연삭 유닛 이송 기구(6)를 구비하고 있다. 이 연삭 유닛 이송 기구(6)는, 직립벽(22)의 앞쪽에 배치되어 실질적으로 수직으로 연장되는 수나사 로드(61), 상기 수나사 로드(61)를 회전 구동하기 위한 구동원으로서의 펄스 모터(62)를 구비하고, 상기 이동 베이스(31)의 배면에 구비된 도시하지 않은 수나사 로드(61)의 베어링 부재 등으로 구성된다. 이 펄스 모터(62)가 정회전하면 이동 베이스(31), 즉 연마 유닛(3)이 하강, 즉 전진되고, 펄스 모터(62)가 역회전하면 이동 베이스(31), 즉 연삭 유닛(3)이 상승, 즉 후퇴된다.The illustrated grinding device 1 includes a grinding unit transfer mechanism 6 that moves the grinding unit 3 along the pair of guide rails in an up-down direction (a direction perpendicular to a holding surface of a chuck table, which will be described later). are being prepared The grinding unit transport mechanism 6 includes a male screw rod 61 disposed in front of the upright wall 22 and extending substantially vertically, and a pulse motor 62 as a driving source for rotationally driving the male screw rod 61 . and a bearing member of the male screw rod 61 (not shown) provided on the rear surface of the movable base 31 . When the pulse motor 62 rotates forward, the moving base 31, that is, the grinding unit 3 descends, that is, advances, and when the pulse motor 62 rotates in the reverse direction, the moving base 31, that is, the grinding unit 3 It rises, i.e. retreats.

상기 하우징(2)의 주부(21)에 피가공물로서의 판상물(웨이퍼(10))을 유지하는 유지 수단으로서의 척 테이블 기구(7)가 배치되어 있다. 척 테이블 기구(7)는, 척 테이블(71)과, 상기 척 테이블(71)의 주위를 덮는 커버 부재(72)와, 상기 커버 부재(72)의 전후로 배치된 벨로우즈 수단(73, 74)을 구비하고 있다. 척 테이블(71)은, 그 상면(유지면)에 웨이퍼(10)를 도시하지 않은 흡인 수단을 작동시킴으로써 흡인 유지하도록 구성되어 있다. 또한, 척 테이블(71)은, 도시하지 않은 회전 구동 수단에 의해 회전 가능하게 구성됨과 더불어, 도시하지 않은 척 테이블 이동 수단에 의해 도 1에 도시하는 피가공물 배치 영역(70a)과 연삭휠(5)과 대향하는 연삭 영역(70b) 사이(화살표 X로 나타내는 X축 방향)에서 이동된다.A chuck table mechanism 7 as holding means for holding a plate-shaped object (wafer 10) as a workpiece is disposed on the main portion 21 of the housing 2 . The chuck table mechanism (7) includes a chuck table (71), a cover member (72) covering the periphery of the chuck table (71), and bellows means (73, 74) disposed in front and behind the cover member (72). are being prepared The chuck table 71 is configured to attract and hold the wafer 10 by operating a suction means (not shown) on its upper surface (holding surface). In addition, the chuck table 71 is configured to be rotatable by a rotation driving means (not shown), and the workpiece arrangement area 70a and the grinding wheel 5 shown in FIG. 1 by a chuck table moving means (not shown). ) and the opposing grinding area 70b (the X-axis direction indicated by the arrow X).

또한, 전술한 서보 모터(43), 펄스 모터(62), 도시하지 않은 척 테이블 이동 수단 등은, 후술하는 제어 수단(20)에 의해 제어된다. 또한, 웨이퍼(10)는, 도시된 실시형태에 있어서는 외주부에 결정 방위를 나타내는 노치가 형성되어 있고, 그 표면에 보호 부재로서의 보호 테이프(12)가 첩착되며, 이 보호 테이프(12)측이 척 테이블(71)의 상면(유지면)에 유지된다.In addition, the servo motor 43, the pulse motor 62, the chuck table moving means (not shown), etc. which were mentioned above are controlled by the control means 20 mentioned later. In addition, in the illustrated embodiment, the wafer 10 is provided with a notch indicating a crystal orientation on the outer periphery, and a protective tape 12 as a protective member is affixed to the surface thereof, and the protective tape 12 side is a chuck. It is held on the upper surface (holding surface) of the table 71 .

도시된 연삭 장치(1)는, 척 테이블(71)에 유지되는 웨이퍼(10)의 두께를 계측하는 두께 계측 장치(8)를 구비하고 있다. 이 두께 계측 장치(8)는, 계측 하우징(80)에 내장되어 있고, 계측 하우징(80)은, 도면에 도시된 바와 같이 장치 하우징(2)을 구성하는 직방체 형상의 주부(21)의 상면에 있어서, 척 테이블(71)이 피가공물 배치 영역(70a)으로부터 연삭 영역(70b) 사이에서 이동되는 경로 중간의 측방에 배치되고, 척 테이블(71)이 피가공물 배치 영역(70a)과 연삭 영역(70b) 사이에서 이동할 때에, 척 테이블(71) 상에 유지되는 웨이퍼(10)의 전체를 위쪽으로부터 계측 가능하게 배치되어 있다. 상기 두께 계측 장치(8)에 대해서, 도 2를 참조하여 더 설명한다.The illustrated grinding device 1 includes a thickness measuring device 8 that measures the thickness of the wafer 10 held on the chuck table 71 . This thickness measuring device 8 is built in the measuring housing 80, and the measuring housing 80 is located on the upper surface of the rectangular parallelepiped main part 21 constituting the device housing 2 as shown in the figure. In this case, the chuck table 71 is disposed on the side in the middle of the path moved between the workpiece arranging region 70a and the grinding region 70b, and the chuck table 71 is positioned between the workpiece arranging region 70a and the grinding region 70b. 70b), the entire wafer 10 held on the chuck table 71 is arranged so that it can be measured from above. The thickness measuring device 8 will be further described with reference to FIG. 2 .

도시된 실시형태에 있어서의 두께 계측 장치(8)는, 피가공물로서의 웨이퍼(10)에 대하여 투과성을 갖는 소정의 파장 영역(예컨대, 파장 1000 ㎚∼1100 ㎚)을 포함하는 광을 발하는 브로드밴드 광원으로서의 발광원(81)과, 상기 발광원(81)으로부터의 광(8a)을 반사시키면서 소정의 파장 영역으로 분광하는 분광기(82)를 구비하고 있다. 상기 발광원(81)은, LED, SLD(Superluminescent diode), ASE(Amplified Spontaneous Emission), SC(Supercontinuum), 할로겐 광원 등을 선택할 수 있다. 상기 분광기(82)는, 회절 격자에 의해 구성되고, 상기 회절 격자의 작용에 의해, 1000 ㎚∼1100 ㎚ 파장으로 구성되는 광(8a)이 분광되어 소정의 퍼짐을 갖는 광(8b)을 형성한다. 상기 광(8b)은, 도면 중 하방측으로 짧은 파장(1000 ㎚), 상방측으로 긴 파장(1100 ㎚)의 광에 의해 구성되도록 분광된다.The thickness measuring device 8 in the illustrated embodiment is a broadband light source that emits light including a predetermined wavelength region (eg, a wavelength of 1000 nm to 1100 nm) having transparency to the wafer 10 as a workpiece. A light emitting source 81 and a spectrometer 82 that reflects the light 8a from the light emitting source 81 and splits it into a predetermined wavelength region is provided. The light emitting source 81 may be an LED, a superluminescent diode (SLD), an amplified spontaneous emission (ASE), a supercontinuum (SC), a halogen light source, or the like. The spectrometer 82 is constituted by a diffraction grating, and by the action of the diffraction grating, light 8a composed of a wavelength of 1000 nm to 1100 nm is split to form light 8b having a predetermined spread. . The light 8b is split so as to be composed of light having a short wavelength (1000 nm) toward the lower side and light having a longer wavelength (1100 nm) toward the upper side in the figure.

분광기(82)에 의해 분광되어 반사된 광(8b)은, 각 파장의 광을 시간 경과에 의해 그 분배 방향을 변경하는 기능을 갖는 분배 수단에 의해 반사된다. 상기 분배 수단은, 각 변이 반사면(미러)으로 이루어진 예컨대 정팔면체로 이루어진 폴리곤 미러(83)에 의해 구성되고, 상기 폴리곤 미러(83)는, 도면 중 시계 방향으로, 소정의 회전 속도로 회전하도록 구성되어 있다. 폴리곤 미러(83)의 반사면에 입사된 광(8b)은, 소정의 퍼짐을 가지며 반사되어 광(8c)이 되어 폴리곤 미러(83)의 반사면과 대향하여 배치된 집광 렌즈(84)에 입사된다. 그리고, 집광 렌즈(84)에 의해 집광된 광(8c)은, 소정 간격으로 차례로 배열되어 단부가 유지 부재(85)로 유지된 광 전달 수단을 구성하는 예컨대 18개의 광파이버 (1)∼(18)의 단부면에 입사된다. 또한, 웨이퍼의 직경에 대한 광파이버의 직경을 작게 하여 광파이버의 개수를 늘림으로써(예컨대 100개) 후술하는 계측의 분해능을 높일 수도 있다. 본 실시형태에서는, 폴리곤 미러(83)가 도 2에 도시된 바와 같은 소정의 각도 위치에 있을 때, 폴리곤 미러(83)의 하나의 반사면에서 반사된 광이, 전부 집광 렌즈(84)에 입사된다. 상기 유지 부재(85)에 유지된 광파이버 (1)∼(18)에 대하여 분광된 파장마다 입사되도록 분광기(82), 폴리곤 미러(83), 집광 렌즈(84) 및 유지 부재(85)의 설치 위치, 각도 등이 설정된다. 또한, 폴리곤 미러(83)의 작용에 대해서는 추후에 상세히 설명한다.The light 8b that has been scattered and reflected by the spectrometer 82 is reflected by distribution means having a function of changing the distribution direction of the light of each wavelength with the lapse of time. The distribution means is constituted by a polygon mirror 83 made of, for example, an octahedron made of a reflective surface (mirror) on each side, and the polygon mirror 83 is configured to rotate at a predetermined rotation speed in a clockwise direction in the drawing. has been The light 8b incident on the reflective surface of the polygon mirror 83 has a predetermined spread and is reflected to become the light 8c and is incident on the condensing lens 84 disposed to face the reflective surface of the polygon mirror 83 . do. Then, the light 8c condensed by the condensing lens 84 is arranged one after another at a predetermined interval and comprises, for example, 18 optical fibers (1) to (18) constituting the light transmitting means held by the holding member 85 at the end. is incident on the end face of In addition, by increasing the number of optical fibers by reducing the diameter of the optical fibers with respect to the diameter of the wafer (for example, 100), it is also possible to increase the measurement resolution described later. In the present embodiment, when the polygon mirror 83 is at a predetermined angular position as shown in FIG. 2 , all the light reflected from one reflective surface of the polygon mirror 83 is incident on the condensing lens 84 . do. Installation positions of the spectrometer 82 , the polygon mirror 83 , the condensing lens 84 , and the holding member 85 so as to be incident on the optical fibers 1 to 18 held by the holding member 85 for each wavelength divided. , angle, etc. are set. In addition, the operation of the polygon mirror 83 will be described in detail later.

상기 두께 계측 장치(8)는, 광파이버 (1)∼(18)에 입사된 광을, 광파이버 (1)∼(18)에 의해 형성된 광의 제1 경로(8d)를 지나 척 테이블(71)에 유지된 웨이퍼(10)를 향하는 제2 경로(8e)측으로 유도함과 더불어, 웨이퍼(10)로 반사하여 상기 제2 경로(8e)를 역행하는 반사광을 분기시켜 제3 경로(8f)로 유도하기 위한 광 분기 수단(86)을 구비하고 있다. 또한, 상기 제1∼제3 경로(8d∼8f)는, 광파이버 (1)∼(18)로 구성되어 있고, 광 분기 수단(86)은, 예컨대, 편파 유지 파이버 커플러, 편파 유지 파이버 서큘레이터, 싱글 모드 파이버 커플러 등 중 어느 하나로부터 적절하게 선택된다.The thickness measuring device (8) holds the light incident on the optical fibers (1) to (18) on the chuck table (71) through the first path (8d) of the light formed by the optical fibers (1) to (18). Light for guiding toward the second path 8e toward the wafer 10 and branching the reflected light that is reflected to the wafer 10 and goes backwards to the second path 8e to guide it to the third path 8f Branching means 86 is provided. Further, the first to third paths 8d to 8f are composed of optical fibers 1 to 18, and the optical branching means 86 includes, for example, a polarization maintaining fiber coupler, a polarization maintaining fiber circulator, It is appropriately selected from any one of a single mode fiber coupler and the like.

광 분기 수단(86)을 통해 제2 경로(8e)로 유도된 광은, 척 테이블(71) 상에 유지된 웨이퍼(10)를 향하는 측정 단자(87)로 유도된다. 상기 측정 단자(87)는, Y축 방향으로 가늘고 긴 형상을 이루고, 계측 대상인 웨이퍼(10)의 직경을 커버하는 치수로 형성되어 있다. 또한, 상기 측정 단자(87)는, 상기 광 전달 수단을 구성하는 복수의 광파이버 (1)∼(18)의 다른 쪽 단부를 유지하고, 상기 단부로 유도된 광을 단부면으로부터 척 테이블(71)에 유지된 웨이퍼(10) 상으로 유도하는 복수의 대물렌즈(88)가 설치되어 있고, 상기 대물렌즈(88)는, 척 테이블(71)이 이동하는 방향(X축 방향)과 직교하는 방향(Y축 방향)으로 열을 이루도록 배치되어 있다.The light guided to the second path 8e through the light branching means 86 is guided to the measurement terminal 87 directed to the wafer 10 held on the chuck table 71 . The measurement terminal 87 has an elongated shape in the Y-axis direction and has a dimension that covers the diameter of the wafer 10 to be measured. Further, the measurement terminal 87 holds the other end of the plurality of optical fibers 1 to 18 constituting the light transmitting means, and transmits the light guided to the end surface to the chuck table 71 from the end face. A plurality of objective lenses 88 are provided to guide the wafer 10 held by the . in the Y-axis direction).

상기 제3 경로(8f)는, 제2 경로(8e)를 역행해 오는 광이, 광 분기 수단(86)에 있어서 분기되어 전달되는 광파이버 (1)∼(18)에 의해 형성되고, 그 단부면에 대향하는 위치에 광의 강도를 검출하는 수단으로서의 라인 이미지 센서(90)가 배치되어 있다. 라인 이미지 센서(90)에 의해 계측된 광강도는, 상기 두께 계측 장치(8)를 구성하는 제어 장치(20)로 보내지고, 검출된 시간(t)과 함께 상기 제어 장치(20)에 기억된다.The third path 8f is formed by optical fibers (1) to (18) through which the light coming backward from the second path 8e is branched and transmitted by the optical branching means 86, and the end surfaces thereof A line image sensor 90 as a means for detecting the intensity of light is disposed at a position opposite to . The light intensity measured by the line image sensor 90 is sent to the control device 20 constituting the thickness measurement device 8, and is stored in the control device 20 together with the detected time t. .

상기 제어 수단(20)은, 컴퓨터에 의해 구성되고, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 중앙 연산 처리 장치(CPU)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)와, 검출된 검출치, 연산 결과 등을 일시적으로 저장하기 위한 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)와, 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 구비하고 있다(상세한 내용에 대한 도시는 생략). 본 실시형태에 있어서의 제어 수단(20)은, 연삭 장치(1)의 각 구동 부분을 제어함과 더불어, 상기 두께 계측 장치(8)를 구성하는 것으로서, 전술한 바와 같이, 라인 이미지 센서(90)의 검출치를 랜덤 액세스 메모리(RAM)에 기억시키고, 폴리곤 미러(83), 발광 수단(81)을 구동함으로써, 웨이퍼(10)의 두께를 산출하는 기능을 갖도록 구성되어 있다. 본 실시형태의 연삭 장치(1), 두께 계측 장치(8)는 대략 이상과 같이 구성되어 있고, 그 작용에 대해서 이하에 설명한다.The control means 20 is constituted by a computer and includes a central arithmetic processing unit (CPU) that performs arithmetic processing according to a control program, a read-only memory (ROM) that stores a control program and the like, detected detected values, and arithmetic operations. It has a write-and-read random access memory (RAM) for temporarily storing results and the like, and an input interface and an output interface (details are not shown). The control means 20 in this embodiment controls each drive part of the grinding apparatus 1, Comprising the said thickness measurement apparatus 8, As mentioned above, the line image sensor 90 ) is stored in a random access memory (RAM), and the polygon mirror 83 and the light emitting means 81 are driven to have a function of calculating the thickness of the wafer 10 . The grinding apparatus 1 and the thickness measuring apparatus 8 of this embodiment are substantially comprised as above, and the action|action is demonstrated below.

본 발명의 두께 계측 장치(8)에 의한 웨이퍼(10)의 두께의 계측은, 예컨대, 척 테이블(71)에 배치된 웨이퍼(10)를 연삭 장치(1)에 의해 연삭한 후, 연삭 영역(70b)으로부터 피가공물 배치 영역(70a)으로 이동시킴으로써 측정 단자(87)의 바로 아래를 통과시켜 행한다. 그 때, 제어 수단(20)은, 라인 이미지 센서(90)에 의한 광의 강도를 나타내는 검출 신호로부터 도 5에 도시된 바와 같은 분광 간섭 파형을 구하여, 상기 분광 간섭 파형에 기초하여 파형 해석을 실행하고, 척 테이블(71) 상에 배치된 웨이퍼(10)의 상면에서 반사되어 역행하는 귀환광과, 하면에서 반사되어 역행하는 귀환광이 따르는 광로 길이의 차로부터 웨이퍼(10)의 두께(T)를 산출하는 것이 가능하다. 구체적인 산출 방법에 대해서는 후술한다.The thickness of the wafer 10 is measured by the thickness measuring device 8 of the present invention, for example, after the wafer 10 placed on the chuck table 71 is ground by the grinding device 1, the grinding area ( By moving from 70b) to the to-be-processed object arrangement area|region 70a, it passes just below the measurement terminal 87, and it carries out. At that time, the control means 20 obtains a spectral interference waveform as shown in Fig. 5 from the detection signal indicating the intensity of light by the line image sensor 90, and performs waveform analysis based on the spectral interference waveform, , the thickness T of the wafer 10 is determined from the difference in the optical path length of the return light reflected from the upper surface of the wafer 10 disposed on the chuck table 71 and retrograde, and the return light reflected from the lower surface and retrograde. It is possible to calculate A specific calculation method will be described later.

본 실시형태에 있어서의 웨이퍼(10)의 두께를 산출하는 절차에 대해서 도 2 내지 도 4를 참조하면서 설명한다. 폴리곤 미러(83)는 전술한 바와 같이, 정팔각형을 이루는 각 변이 반사면(미러)에 의해 구성되어 있고, 도시하지 않은 펄스 모터 등의 구동 수단에 의해 그 회전 위치가 시간(t)과 관련되어 제어 수단(20)의 랜덤 액세스 메모리(RAM)에 기억되면서, 도면 중 시계 방향으로 회전 구동된다.A procedure for calculating the thickness of the wafer 10 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4 . As described above, the polygon mirror 83 is constituted by a reflective surface (mirror) on each side forming a regular octagon, and its rotational position is related to time t by a driving means such as a pulse motor (not shown). While being stored in the random access memory (RAM) of the control means 20, it is rotationally driven in the clockwise direction in the figure.

발광원(81)으로부터 광이 조사되어, 폴리곤 미러(83)가 도면 중 화살표의 방향으로 회전되면, 분광기(82)에 의해 분광되어 퍼짐을 갖는 광(8b)의 일부가 폴리곤 미러(83)의 반사면(83a)에서 반사되어 반사광(8c)을 이루고, 집광 렌즈(84)에 입사되기 시작한다. 그리고, 폴리곤 미러(83)의 반사면(83a)이 도 3의 (a)에 도시된 상태가 되었을 때, 집광 렌즈(84)에 의해 집광된 광(8c)의 일부를 구성하는 1000 ㎚ 파장의 영역이 유지 부재(85)에 일단부가 유지된 광파이버(1)에 입사된다(시간 t1). 광파이버(1)에 입사된 1000 ㎚ 파장의 광은, 전술한 광 전달 수단을 구성하는 제1, 제2 경로(8d, 8e)를 진행하여, 측정 단자(87)에 도달한다. 상기 측정 단자(87)의 대물렌즈(88)에 도달한 1000 ㎚ 파장의 광은, 상기 측정 단자(87)의 바로 아래에서 X축 방향으로 이동되는 웨이퍼(10)의 상면 및 하면에서 반사되고, 제2 경로(8e)를 역행하는 귀환광을 형성하며, 광 분기 수단(86)으로 분기되어 라인 이미지 센서(90)에 있어서의 광파이버(1)에 할당된 위치에 도달한다. 그 결과, 광파이버(1)에 대하여 광이 입사된 시간 t1에 있어서의 웨이퍼(10)의 상면 및 하면에서 반사된 귀환광에 의해 구성되는 반사광의 광강도가 검출된다. 이 광강도는, 시간 t1과, 조사된 웨이퍼(10)의 X축 방향의 X 좌표, Y축 방향의 Y 좌표의 위치와 관련되어 제어 수단(20)의 랜덤 액세스 메모리(RAM)의 임의의 기억 영역에 기억된다.When the light is irradiated from the light emitting source 81 and the polygon mirror 83 is rotated in the direction of the arrow in the figure, a part of the light 8b that is scattered and spread by the spectrometer 82 is part of the polygon mirror 83 . It is reflected by the reflective surface 83a to form the reflected light 8c, and starts to be incident on the condensing lens 84 . Then, when the reflective surface 83a of the polygon mirror 83 is in the state shown in FIG. A region is incident on the optical fiber 1 held at one end by the holding member 85 (time t1). Light having a wavelength of 1000 nm incident on the optical fiber 1 travels through the first and second paths 8d and 8e constituting the above-described light transmitting means, and arrives at the measurement terminal 87 . Light of a wavelength of 1000 nm that has reached the objective lens 88 of the measurement terminal 87 is reflected from the upper and lower surfaces of the wafer 10 moving in the X-axis direction under the measurement terminal 87, It forms the return light that goes retrograde to the second path 8e, and is branched to the light branching means 86 to arrive at the position assigned to the optical fiber 1 in the line image sensor 90 . As a result, the light intensity of the reflected light constituted by the return light reflected from the upper and lower surfaces of the wafer 10 at time t1 when the light is incident on the optical fiber 1 is detected. This light intensity is related to the time t1 and the position of the X-axis direction and the Y-axis direction of the irradiated wafer 10, and is stored in the random access memory (RAM) of the control means 20 . remembered in the area.

또한, 도 4는 횡축에 시간(t), 종축에 광파이버 (1)∼(18)의 단부의 배치 위치를 나타내고, 시간(t)의 경과에 따라, 폴리곤 미러(83)로 반사된 1000 ㎚∼1100 ㎚ 파장의 광 중 어느 파장 영역이, 어느 광파이버 (1)∼(18)에 입사되는지를 나타내는 것으로서, 예컨대, 시간 t1에서, 광파이버(1)에 1000 ㎚ 파장의 광이 입사되기 시작하는 것이 이해된다. 이 도 4에 도시된 시간(t)과, 어느 파장 영역이, 어느 광파이버 (1)∼(18)에 입사되는지를 나타내는 관계가 제어 수단(20)에 기억되어 있음으로써 라인 이미지 센서(90)로 검출되는 광강도가, 어느 파장 영역이 어느 광파이버 (1)∼(18)에 입사되고 있을 때에 검출된 것인지를 관련시킬 수 있다.4 shows the arrangement positions of the ends of the optical fibers 1 to 18 on the abscissa axis for time t, and on the ordinate axis 1000 nm to 1000 nm reflected by the polygon mirror 83 over time t. As indicating which wavelength region among the 1100 nm wavelength light is incident on which optical fibers 1 to 18, for example, at time t1, it is understood that the 1000 nm wavelength light starts to enter the optical fiber 1 do. The relationship between the time t shown in FIG. 4 and which wavelength region is incident on which optical fibers 1 to 18 is stored in the control means 20, so that the line image sensor 90 is transmitted. The detected light intensity can be related to which wavelength region was detected when incident on which optical fibers (1) to (18).

도 3으로 되돌아가 설명을 계속하면, 시간 t1에서 분광기(82)에 의해 분광된 광이 광파이버(1)에 입사된 이후, 폴리곤 미러(83)가 계속해서 회전됨으로써, 광(8b)에 대한 폴리곤 미러(83)의 반사면(83a)의 방향이 변화되고, 분광된 광(8b)의 1000 ㎚∼1100 ㎚ 파장의 영역이 도면 중 아래쪽으로 이동하면서, 순차 광파이버 (1)∼(18)의 단부를 유지하는 유지 수단(85)에 조사된다. 그리고, 시간 t2에 있어서는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 광파이버 (1)∼(18)에 대하여, 분광기(82)에 의해 분광된 광(8c)의 파장 영역의 전부가 입사된 상태가 된다(도 4도 함께 참조). 이 상태에서는, 광파이버(1)에 1100 ㎚ 파장의 영역이 입사되고, 광파이버(18)에 1000 ㎚ 파장의 영역이 입사된다. 즉, 시간 t1에서 t2에 걸쳐 광파이버(1)에 대하여, 분광기(82)에 의해 분광된 1000 ㎚∼1100 ㎚ 파장 영역의 전부가 입사되게 된다.Returning to Fig. 3 and continuing the explanation, after the light split by the spectrometer 82 at time t1 is incident on the optical fiber 1, the polygon mirror 83 continues to rotate, so that the polygon for the light 8b is The direction of the reflection surface 83a of the mirror 83 is changed and the region of the wavelength of 1000 nm to 1100 nm of the scattered light 8b moves downward in the figure, sequentially at the ends of the optical fibers (1) to (18). is irradiated to the holding means 85 for holding the Then, at time t2, as shown in Fig. 3B, all of the wavelength region of the light 8c split by the spectrometer 82 is incident on the optical fibers 1 to 18. state (see also FIG. 4). In this state, a region with a wavelength of 1100 nm is incident on the optical fiber 1 , and a region with a wavelength of 1000 nm is incident on the optical fiber 18 . That is, all of the wavelength region of 1000 nm to 1100 nm divided by the spectrometer 82 is incident on the optical fiber 1 from time t1 to time t2.

도 3의 (b)에 도시된 상태로부터, 폴리곤 미러(83)가 회전하여 시간 t3에 더 도달하면, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 분광기(82)에 의해 분광된 광의 파장 영역 중, 1100 ㎚ 파장의 영역이 광파이버(18)에 입사되는 상태가 되고, 시간 t1∼t3에 걸쳐 분광기(82)에 의해 분광된 1000 ㎚∼1100 ㎚ 파장의 광이 광파이버 (1)∼(18)의 전부에 조사된다. 또한, 도 3, 도 4로부터 이해되는 바와 같이, 시간이 더 경과하여 t4가 되면, 폴리곤 미러(83)의 반사면(83a)에 인접하는 반사면(83b)에 대하여 분광된 광(8b)이 조사되어 1000 ㎚ 파장의 영역이 다시 광파이버(1)에 조사되기 시작하고, 도 3의 (a)와 동일한 상태가 되어, 이후 동일한 작동이 반복된다.From the state shown in (b) of FIG. 3, when the polygon mirror 83 rotates and further reaches time t3, as shown in FIG. , a region of 1100 nm wavelength is incident on the optical fiber 18, and the light with a wavelength of 1000 nm to 1100 nm divided by the spectrometer 82 over time t1 to t3 is transmitted to the optical fibers (1) to (18). All are investigated. In addition, as will be understood from FIGS. 3 and 4 , when t4 is reached after the elapse of time, the light 8b that has been scattered with respect to the reflective surface 83b adjacent to the reflective surface 83a of the polygon mirror 83 is The irradiated region with a wavelength of 1000 nm starts to be irradiated to the optical fiber 1 again, and is in the same state as in FIG. 3A , and then the same operation is repeated.

전술한 바와 같이, 제어 수단(20)에는, 시간(t)에 관련되어 라인 이미지 센서(90)에 의해 검출되는 광강도와, 도 4에 도시된 바와 같은 상기 시간(t)에 있어서의 각 광파이버 (1)∼(18)에 대하여 폴리곤 미러(83)에 의해 분배되는 파장이 기억되어 있고, 양자를 참조함으로써, 각 광파이버 (1)∼(18)마다 도 5에 도시된 바와 같은 분광 간섭 파형을 생성할 수 있다. 도 5는, 예컨대 광파이버(1)에 대해서 검출되는 분광 간섭 파형(F(1))을 나타내고 있고, 횡축은 광파이버에 입사되는 반사광 파장(λ), 종축은 라인 센서(90)에 의해 검출되는 광강도를 나타내고 있다.As described above, the control means 20 includes the light intensity detected by the line image sensor 90 in relation to the time t, and each optical fiber at the time t as shown in FIG. The wavelengths distributed by the polygon mirror 83 are stored for (1) to (18), and spectral interference waveforms as shown in Fig. 5 are obtained for each optical fiber (1) to (18) by referring to both. can create FIG. 5 shows, for example, a spectral interference waveform F(1) detected with respect to the optical fiber 1, the abscissa axis is the wavelength of reflected light incident on the optical fiber λ, and the ordinate axis is the light detected by the line sensor 90 indicates strength.

이하, 제어 수단(20)이 전술한 분광 간섭 파형에 기초하여 실행하는 파형 해석에 기초하여, 웨이퍼(10)의 두께 및 높이를 산출하는 예에 대해서 설명한다.Hereinafter, an example of calculating the thickness and height of the wafer 10 based on the waveform analysis performed by the control means 20 based on the above-described spectral interference waveform will be described.

상기 측정 단자(87)에 위치되는 제2 경로(8e)에 있어서의 광파이버 (1)∼(18)의 단부로부터 척 테이블(71)에 유지된 웨이퍼(10)의 하면까지의 광로 길이를 (L1)로 하고, 제2 경로(8e)에 있어서의 광파이버 (1)∼(18)의 단부로부터 척 테이블(71)에 유지된 웨이퍼(10)의 상면까지의 광로 길이를 (L2)로 하며, 광로 길이(L1)와 광로 길이(L2)와의 차를 제1 광로 길이차(d1=L1-L2)로 한다.The optical path length from the ends of the optical fibers 1 to 18 in the second path 8e positioned at the measurement terminal 87 to the lower surface of the wafer 10 held by the chuck table 71 is (L1) ), the optical path length from the ends of the optical fibers 1 to 18 in the second path 8e to the upper surface of the wafer 10 held by the chuck table 71 is L2, Let the difference between the length L1 and the optical path length L2 be the first optical path length difference d1 = L1-L2.

다음에, 제어 수단(20)은, 전술한 도 5에 도시된 바와 같은 광파이버 (1)∼(18)마다에 대하여 생성된 분광 간섭 파형(F(1)∼F(18))에 기초하여 파형 해석을 실행한다. 이 파형 해석은, 예컨대 푸리에 변환 이론이나 웨이블릿 변환 이론에 기초하여 실행할 수 있지만, 이하에 설명하는 실시형태에 있어서는 하기 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에 나타내는 푸리에 변환식을 이용한 예에 대해서 설명한다.Next, the control means 20 generates a waveform based on the spectral interference waveforms F(1) to F(18) generated for each optical fiber (1) to (18) as shown in Fig. 5 described above. run the analysis. This waveform analysis can be performed, for example, based on Fourier transform theory or wavelet transform theory. In the embodiment described below, an example using the Fourier transform equations shown in the following equations (1), (2) and (3) will be described. do.

상기 수학식에 있어서, λ는 파장, d는 상기 제1 광로 길이차(d1=L1-L2), W(λn)는 창함수이다. 상기 수학식 1은, cos의 이론 파형과 상기 분광 간섭 파형(I(λn))과의 비교에서 가장 파(波)의 주기가 가까운(상관성이 높은), 즉 분광 간섭 파형과 이론상의 파형 함수와의 상관 계수가 높은 광로 길이차(d)를 구한다. 또한, 상기 수학식 2는, sin의 이론 파형과 상기 분광 간섭 파형(I(λn))과의 비교에서 가장 파의 주기가 가까운(상관성이 높은), 즉 분광 간섭 파형과 이론상의 파형 함수와의 상관 계수가 높은 제1 광로 길이차(d1=L1-L2)를 구한다. 그리고, 상기 수학식 3은, 수학식 1의 결과와 수학식 2의 결과의 평균치를 구한다.In the above equation, λ is a wavelength, d is the first optical path length difference (d1=L1-L2), and W(λn) is a window function. In the comparison between the theoretical waveform of cos and the spectral interference waveform I(λn), Equation 1 shows that the period of the wave is closest (highly correlated), that is, the spectral interference waveform and the theoretical waveform function Find the optical path length difference (d) with a high correlation coefficient. In addition, in the comparison between the theoretical waveform of sin and the spectral interference waveform I(λn), Equation 2 shows that the period of the wave is closest (highly correlated), that is, the difference between the spectral interference waveform and the theoretical waveform function. A first optical path length difference (d1 = L1-L2) having a high correlation coefficient is obtained. Then, in Equation 3, the average value of the result of Equation 1 and the result of Equation 2 is obtained.

제어 수단(20)은, 상기 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에 기초한 연산을 실행함으로써, 반사광에 포함되는 귀환광의 각 광로 길이차에 기인하는 분광의 간섭에 기초하여, 도 6에 도시된 신호 강도의 파형을 얻을 수 있다. 도 6에 있어서 횡축은 광로 길이차(d)를 나타내고, 종축은 신호 강도를 나타내고 있다. 도 6에 도시된 예에 있어서는, 광로 길이차(d)가 150 ㎛인 위치에서 신호 강도가 높게 나타내어져 있다. 즉, 광로 길이차(d)가 150 ㎛인 위치의 신호 강도는 광로 길이차(d1=L1-L2)이며, 웨이퍼(10)의 두께(T)를 나타내고 있다. 그리고, 상기 측정 단자(87)와 상기 척 테이블(71)과의 상대적인 X축 방향의 위치와, Y축 방향에 위치된 대물렌즈(88)의 위치에서 특정되는 계측 위치의 좌표(X 좌표, Y 좌표)에 있어서의 웨이퍼(10)의 두께(T)를 기억한다. 이러한 계측을, 웨이퍼(10)를 X축 방향으로 이동시키면서 전체면에 대하여 실행한다.The control means 20 executes calculations based on the above equations (1), (2) and (3), based on the interference of the spectra due to each optical path length difference of the returned light included in the reflected light, as shown in Fig. 6 . A waveform of the measured signal strength can be obtained. In Fig. 6, the horizontal axis represents the optical path length difference d, and the vertical axis represents the signal intensity. In the example shown in Fig. 6, the signal strength is shown to be high at the position where the optical path length difference d is 150 mu m. That is, the signal intensity at the position where the optical path length difference d is 150 mu m is the optical path length difference d1 = L1-L2, and represents the thickness T of the wafer 10 . Then, the coordinates (X coordinate, Y) of the measurement position specified by the relative position of the measurement terminal 87 and the chuck table 71 in the X-axis direction and the position of the objective lens 88 positioned in the Y-axis direction. The thickness T of the wafer 10 in coordinates) is stored. This measurement is performed with respect to the entire surface while moving the wafer 10 in the X-axis direction.

이상과 같이, 도시된 실시형태에 있어서의 두께 계측 장치(8)에 따르면, 웨이퍼(10)의 두께를 용이하게 구할 수 있고, 반사되는 반사광의 광로 길이차에 기인하여 얻어지는 분광 간섭 파형에 기초하여 웨이퍼(10)의 가공시에 있어서의 웨이퍼(10)의 두께(T)를 검출하기 때문에, 웨이퍼(10)의 표면에 접착된 보호 테이프(12)의 두께의 변화에 영향을 미치지 않고 웨이퍼(11)의 두께(T)를 정확히 계측할 수 있다.As described above, according to the thickness measuring device 8 in the illustrated embodiment, the thickness of the wafer 10 can be easily obtained, and based on the spectral interference waveform obtained due to the optical path length difference of the reflected light. Since the thickness T of the wafer 10 is detected at the time of processing the wafer 10, the change in the thickness of the protective tape 12 adhered to the surface of the wafer 10 is not affected, and the wafer 11 ) can be accurately measured.

두께 계측 장치(8)는 이상과 같이 구성되어 있고, 이하, 상기 두께 계측 장치(8)를 구비한 연삭 장치(1)를 이용하여 웨이퍼(10)를 소정의 두께로 연삭하는 절차에 대해서 설명한다.The thickness measuring device 8 is configured as described above, and a procedure for grinding the wafer 10 to a predetermined thickness using the grinding device 1 provided with the thickness measuring device 8 will be described below. .

표면에 보호 테이프(12)가 접착된 웨이퍼(10)는, 도 1에 도시된 연삭 장치(1)에 있어서의 피가공물 배치 영역(70a)에 위치되어 있는 척 테이블(71) 상에 보호 테이프(12)측이 배치되고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동시킴으로써 척 테이블(71) 상에 흡인 유지된다. 따라서, 척 테이블(71) 상에 흡인 유지된 웨이퍼(11)는, 이면(10b)이 상측이 된다.The wafer 10 with the protective tape 12 adhered to the surface is placed on the chuck table 71 positioned in the workpiece placement area 70a in the grinding apparatus 1 shown in Fig. 1 on the protective tape ( 12) side is arranged, and suction is held on the chuck table 71 by operating a suction means (not shown). Accordingly, the back surface 10b of the wafer 11 sucked and held on the chuck table 71 is the upper side.

다음에, 제어 수단(20)은, 웨이퍼(10)를 유지한 척 테이블(71)의 도시하지 않은 이동 수단을 작동시키고, 척 테이블(71)을 이동시켜 연삭 영역(70b)에 위치되며, 연삭휠(5)의 복수의 연삭 지석(51)의 외주 가장자리가 척 테이블(71)의 회전 중심을 통과하도록 위치된다.Next, the control means 20 operates a moving means (not shown) of the chuck table 71 holding the wafer 10 , moves the chuck table 71 to be positioned in the grinding area 70b, and grinds the chuck table 71 . The outer peripheral edges of the plurality of grinding wheels 51 of the wheel 5 are positioned to pass through the rotation center of the chuck table 71 .

이와 같이 연삭휠(5)과 척 테이블(71)에 유지된 웨이퍼(10)가 소정의 위치 관계로 세트되고, 제어 수단(20)은 도시하지 않은 회전 구동 수단을 구동하여 척 테이블(71)을 예컨대 300 rpm의 회전 속도로 회전시킴과 더불어, 상기한 서보 모터(43)를 구동하여 연삭휠(5)을 예컨대 6000 rpm의 회전 속도로 회전시킨다. 그리고, 웨이퍼(10)에 대하여 연삭수를 공급하면서, 연삭 유닛 이송 기구(6)의 펄스 모터(62)를 정회전 구동하여 연삭휠(5)을 하강(연삭 이송)하여 복수의 연삭 지석(51)을 웨이퍼(10)의 상면(이면(10b))인 피연삭면에 소정의 압력으로 누른다. 이 결과, 웨이퍼(10)의 피연삭면이 연삭된다(연삭 공정).In this way, the grinding wheel 5 and the wafer 10 held on the chuck table 71 are set in a predetermined positional relationship, and the control means 20 drives a rotation driving means (not shown) to drive the chuck table 71 . For example, while rotating at a rotation speed of 300 rpm, the above-described servo motor 43 is driven to rotate the grinding wheel 5 at a rotation speed of, for example, 6000 rpm. Then, while supplying grinding water to the wafer 10 , the pulse motor 62 of the grinding unit transfer mechanism 6 is driven for forward rotation to lower the grinding wheel 5 (grind transfer) to a plurality of grinding wheels 51 . ) is pressed against the grinding target surface, which is the upper surface (rear surface 10b) of the wafer 10 by a predetermined pressure. As a result, the to-be-ground surface of the wafer 10 is ground (grinding process).

상기 연삭 공정을 끝냈다면, 연삭된 웨이퍼(10)를 유지한 척 테이블(71)을 X축 방향의 전방에 위치하는 피가공물 배치 영역(70a)측으로 이동시킴으로써, 웨이퍼(10)를 두께 계측 장치(8)의 측정 단자(87)의 바로 아래에 위치시킴과 더불어, 전술한 바와 같이 두께 계측 장치(8)를 작동시켜 웨이퍼(10) 전체면의 각 부위에 대응하는 분광 간섭 파형을 얻음과 더불어 파형 해석하여, 웨이퍼(10)의 두께를 계측한다. 도 7에 도시된 표는, 측정 단자(87)가 웨이퍼(10)의 중심을 지나 Y축 방향을 따른 소정의 위치에 있어서, 웨이퍼(10)의 두께(T)를 계측한 예를 나타낸다. 이러한 계측을 웨이퍼(10)의 X축 방향에 있어서의 소정 간격마다 실행하여, 웨이퍼(10)의 표면의 두께(T)를 기억하고, 연삭 후의 웨이퍼(10) 전체면의 두께를 확인함으로써, 연삭 공정의 양부를 판정함과 더불어, 필요에 따라 재연삭을 실시할 수 있다.When the grinding process is completed, the chuck table 71 holding the ground wafer 10 is moved toward the workpiece arrangement area 70a positioned forward in the X-axis direction to move the wafer 10 to the thickness measuring device ( 8) In addition to locating directly under the measurement terminal 87, as described above, the thickness measuring device 8 is operated to obtain a spectral interference waveform corresponding to each portion of the entire surface of the wafer 10, and the waveform By analyzing, the thickness of the wafer 10 is measured. The table shown in FIG. 7 shows an example in which the thickness T of the wafer 10 is measured at a predetermined position in the Y-axis direction where the measurement terminal 87 passes through the center of the wafer 10 . This measurement is performed at predetermined intervals in the X-axis direction of the wafer 10 , the thickness T of the surface of the wafer 10 is stored, and the thickness of the entire surface of the wafer 10 after grinding is checked. While judging the quality of a process, re-grinding can be implemented as needed.

또한, 본 실시형태에서는, 분광기에 의해 분광된 각 파장의 광을 시간 경과에 의해 분배 방향을 변경하는 분배 수단으로서 폴리곤 미러(83)를 채용하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 시간 경과와 함께 반사면의 방향을 제어하는 것이 가능한, 예컨대, 갈바노 스캐너를 채용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 반사광의 광 강도를 검출하기 위한 수광 소자로서, 라인 이미지 센서(90)를 이용하였지만, 이것에 한정되지 않고, 광파이버 (1)∼(18)마다 대응시켜 배치하는 광검출기여도 좋다.Further, in the present embodiment, the polygon mirror 83 is employed as a distribution means for changing the distribution direction of the light of each wavelength divided by the spectrometer over time. However, the present invention is not limited thereto, and the Together, it is possible to control the direction of the reflective surface, for example a galvano scanner can be employed. In addition, in this embodiment, although the line image sensor 90 was used as a light receiving element for detecting the light intensity of reflected light, it is not limited to this, The photodetection arrange|positioned in correspondence with every optical fiber (1)-(18). contribution is good.

또한, 전술한 실시형태에서는, 상기 두께 계측 장치(8)에 의한 계측을, 연삭 공정을 끝낸 웨이퍼의 전체면에 대하여 행하도록 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 상기 두께 계측 장치(8)의 계측 하우징(80)의 설치 위치를 도 1에 도시된 연삭 영역(70b)의 근방에 설정함과 더불어, 그 계측 하우징(80)의 설치 위치를 이동 가능하게 설치할 수도 있다. 그와 같이 구성함으로써, 연삭 장치(1)의 척 테이블 기구(7)에 유지된 웨이퍼(10)가 연삭휠(5)의 작용을 받아 연삭되고 있을 때에, 노출된 웨이퍼(10)에 대면하여 측정 단자(87)를 연삭시에 공급되는 연삭수에 수몰시켜 위치시키고, 연삭중인 웨이퍼(10)의 두께를 계측하는 것도 가능하며, 연삭중인 웨이퍼(10)의 두께를 제어 수단(20)에 피드백함으로써 원하는 두께로 연삭하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 기초하여 구성되는 두께 계측 장치(8)는, 본 실시형태와 같이 연삭 장치(1)에 배치될 필요는 없고, 연삭 장치(1)와는 독립된 하나의 장치로서 구성하거나 혹은 연삭 장치(1)와는 상이한 다른 가공 장치에 병설하거나 하여도 좋다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although the measurement by the said thickness measuring device 8 was demonstrated so that the whole surface of the wafer which completed the grinding process might be performed, it is not limited to this, For example, the said thickness measuring device 8 In addition to setting the installation position of the measurement housing 80 of FIG. 1 in the vicinity of the grinding area 70b shown in FIG. 1, the installation position of the measurement housing 80 can also be installed movably. With such a configuration, when the wafer 10 held by the chuck table mechanism 7 of the grinding device 1 is being ground under the action of the grinding wheel 5, it is measured facing the exposed wafer 10. It is also possible to place the terminal 87 submerged in the grinding water supplied at the time of grinding, and to measure the thickness of the wafer 10 under grinding, by feeding back the thickness of the grinding wafer 10 to the control means 20 . It is possible to grind to the desired thickness. In addition, the thickness measuring apparatus 8 comprised based on this invention does not need to be arrange|positioned in the grinding apparatus 1 like this embodiment, It is comprised as one apparatus independent of the grinding apparatus 1, or a grinding apparatus (1) You may provide in parallel with another processing apparatus different from that.

1: 연삭 장치
2: 장치 하우징
3: 연삭 유닛
4: 스핀들 유닛
5: 연삭휠
7: 척 테이블 기구
8: 두께 계측 장치
8d: 제1 경로
8e: 제2 경로
8f: 제3 경로
80: 계측 하우징
81: 발광원
82: 분광기
83: 폴리곤 미러(분배 수단)
86: 광 분기 수단
87: 측정 단자
88: 대물렌즈
89: 미러
90: 라인 이미지 센서1: grinding device
2: Device housing
3: grinding unit
4: Spindle unit
5: grinding wheel
7: chuck table mechanism
8: thickness measuring device
8d: first path
8e: second path
8f: third path
80: measurement housing
81: light source
82: spectroscopy
83: polygon mirror (distribution means)
86: optical branching means
87: measurement terminal
88: objective lens
89: mirror
90: line image sensor

Claims

A thickness measuring device for measuring the thickness of a plate-like material, comprising:
A broadband light source that emits light in a wavelength region having transparency to the plate;
a spectrometer for splitting the light emitted by the broadband light source within the wavelength region;
distribution means for changing the distribution direction of the light of each wavelength divided by the spectrometer over time;
a condensing lens for condensing the light of each wavelength distributed by the distribution means;
a light transmitting means facing the condensing lens, one end surface of the plurality of optical fibers arranged in a row, and transmitting light of each wavelength condensed by the condensing lens;
The other end surfaces of the plurality of optical fibers constituting the light transmitting means face the plate-shaped object and form a row to correspond to each end surface, and a measurement terminal having a plurality of objective lenses disposed between the plate-shaped object; ,
The light reflected from the upper surface of the plate-shaped object and the light reflected from the lower surface of the plate-shaped object interfere with each other, and the return light that goes backwards through each optical fiber is disposed on the light transmission path of the light transmitting means and branches off from each optical fiber. means and
The wavelength of the return light corresponding to each optical fiber branched by the optical branching means is obtained from the time distributed for each optical fiber by the distribution means, the optical intensity of each wavelength is detected, and a spectral interference waveform is generated corresponding to each optical fiber means for generating a spectral interference waveform;
Thickness calculating means for analyzing the spectral interference waveform corresponding to each optical fiber generated by the spectral interference waveform generating means to calculate the thickness of the plate-like object corresponding to each optical fiber
A thickness measuring device comprising at least a.

According to claim 1, comprising a holding means for holding the plate,
The measuring terminal and the holding means are configured to be relatively movable in the X-axis direction,
A row of objective lenses disposed corresponding to the end face of each optical fiber constituting the measurement terminal is positioned in a Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction,
Recording means for storing the relative movement of the measuring terminal and the holding means in the X-axis direction and the thickness of the plate-like object calculated by the thickness calculating means in the X and Y coordinates specified by the objective lens positioned in the Y-axis direction A thickness measuring device comprising a.